Question

【題目】氯化鈷（CoCl2）可溶于水，常用作濕度和水分的指示劑，工業(yè)上也可用于制取鈷。

（1）鈷元素的常見化合價(jià)與鐵元素相同。往CoCl2溶液中加入NaOH溶液產(chǎn)生粉紅色沉淀，露置于空氣中一段時(shí)間后，沉淀變?yōu)樽睾稚��?/span>

① 化合態(tài)鈷的常見化合價(jià)有_______。

② 沉淀由粉紅色變?yōu)樽睾稚�反�?yīng)的化學(xué)方程式為_______________。

（2）將CoCl2溶于濃鹽酸中能形成[CoCl4]2-，溶液中存在平衡：[Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl2]2-+6H2O

T1℃時(shí)，將0.025mol CoCl2·6H2O溶于50mL 12mol/L濃鹽酸中，再加水稀釋至100 mL。溶液中c(Cl-)與溫度（T）的關(guān)系如右圖所示。

① Tl ℃時(shí)，取10mL上述溶液稀釋至l00mL，稀釋后的溶液中c(Cl-)______0.6mol·L-1（填“>”“=”或“<”）。

② 由圖可知，上述反應(yīng)的△H______0（填“>”“=”或“<”）。

③ 根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出T1℃時(shí)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)為________。

（3）采用下圖所示裝置（Ti-Ru電極為惰性電極）電解CoCl2溶液制取鈷。Co能與強(qiáng)酸反應(yīng)產(chǎn)生H2，不利于Co的沉積，故電解過(guò)程中，CoCl2溶液的pH通�？刂圃�3.9～4.2。

① Co沉積在_______（填“Ti-Ru”或“Ti”) 電極上。

② CoCl2溶液中常含有少量Cu2+、Fe3+、Na+等，為提高產(chǎn)品的純度和電流效率，電解前必須將其中的_______（填離子符號(hào)）除去。

③ 若用CoSO4溶液代替CoCl2溶液，會(huì)使產(chǎn)率降低。其原因是_____________。

Answer 1

【答案】 +2、+3 4Co(OH)2+2H2O+O2=4Co(OH)3 > > 7.72×10-4（mol/L）-4 Ti Cu2+、Fe3+ OH-在陽(yáng)極放電，使溶液的pH降低

【解析】（1）①鈷元素的常見化合價(jià)與鐵元素相同，因此化合態(tài)鈷的常見化合價(jià)有+2、+3價(jià)。②沉淀由粉紅色變?yōu)樽睾稚�，說(shuō)明+2價(jià)Co被氧化為+3價(jià)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Co(OH)2+2H2O+O2=4Co(OH)3。（2）①Tl ℃時(shí)，取10mL上述溶液稀釋至l00mL，稀釋向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，則稀釋后的溶液中c(Cl-)＞0.6mol·L-1。②由圖可知，升高溫度氯離子濃度降低，則升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，所以上述反應(yīng)的△H＞0。③根據(jù)方程式可知

[Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl2]2-+6H2O

起始濃度（mol/L） 0.25 6.5 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） 0.125 0.5 0.125

平衡濃度（mol/L） 0.125 6 0.125

因此T1℃時(shí)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)為。

（3）①Co2＋在陰極得到電子，Ti電極與電源負(fù)極相連，是陰極，因此Co沉積在Ti電極上。②Co能與強(qiáng)酸反應(yīng)產(chǎn)生H2，說(shuō)明金屬性較強(qiáng)，因此Cu2+、Fe3+的氧化性強(qiáng)于Co2＋，所以電解前必須將其中的Cu2+、Fe3+除去。③若用CoSO4溶液代替CoCl2溶液，OH-在陽(yáng)極放電，使溶液的pH降低，導(dǎo)致產(chǎn)率降低。